HDTV - A Tecnologia
 
   
  O HDTV apareceu não só por ser uma evolução natural tecnológica, mas também devido aos clientes quererem cada vez mais e melhor qualidade e, consequentemente, maior realismo.
O Receptor trata de receber o sinal digital, desmodular o canal, decifrar e descodificar o canal de modo a ser visualizado na TV. O aparelho HDTV escala a imagem para o ecrã, usa o modo de varrimento entrelaçado ou progressivo e faz a correcção da cor.
 
 
HDTV Arquitectura

Na Europa o formato para a DTV é o DVB (Digital Video Broadcasting) e foi desenvolvido pelo Joint Technical Committee do ETSI / CENELEC / EBU. Este, pode ser transmitido por: Ar ( DVB-T ), Cabo ( DVB-C ), Satélite ( DVB-S2 ).

HDTV_Arquitecture

Fig. 2 – Modos de recepção de Televisão HDTV

Na figura anterior podemos observar como é possível receber uma transmissão em HD para o nosso receptor, a televisão. Existem 3 maneiras possíveis: cabo, satélite e antena terrestre. Localmente, existem suportes físicos como o Blu-Ray.



Imagem

O facto de cada vez se querer televisores maiores é uma grande consequência do seu aparecimento, sendo que em qualidade normal (padrão), a distância entre a televisão e o espectador é de 8 vezes a altura do ecrã, actualmente com os novos televisores esta distância torna-se muito menor sendo necessário o aumento de qualidade para que não seja perseptivo o efeito de “bloco”, permitindo uma sensação de imersão superior.


* Aspect Ratio

Actualmente os ecrãs de televisão baseiam-se no formato 4:3 ( figura 3) , em HDTV o formato será 16:9, isto representa que o novo ecrã é 33% mais largo que o anterior. A ideia é simular o ambiente de cinema, fazendo um melhor uso da visão periférica, o que permite uma maior experiência sensorial. Como se pode observar nas imagens seguintes, vê-se muito mais num formato 16:9.

ar

Fig.3 - Aspect Ratio 4:3

ar

Fig.4 - Aspect Ratio 16:9

Comparando as figuras 3 e 4, podemos ver um ganho na figura 4.


* Resolução

Actualmente, uma transmissão analógica possui as seguintes características em termos de resolução:

NTSC (EUA):
  • 1.525 linhas x 480 colunas / 30 fps
  • 2.Cerca de 250,000 pixeis
PAL (Europa):
  • 1.625 linhas x 575 colunas / 25 fps
  • 2.Cerca de 360,000 pixeis

Com uma transmissão em DTV/HDTV, podemos ir até 1920 (horizontal) x 1080 (vertical) pixeis num total de 2,073,600 pixeis1 por imagem! Todos estes pixeis comprimidos formam uma imagem com uma resolução muito superior à do analógico, com uma clareza e uma definição impressionantes.

Entrelaçado e Progressivo são duas técnicas para mostrar a imagem no monitor.

No modo entrelaçado, para mostrar uma imagem, tem de se fazer duas passagens, mostrando primeiro as linhas horizontais ímpares e depois as pares. Isto permite poupar largura de banda, mas perde-se definição e causa um efeito de cintilação.
O modo Progressivo, mostra as linhas todas no ecrã de uma só vez, de cima para baixo, produzindo uma imagem com melhor qualidade, brilho, mais contornos e menos cintilação, que a versão entrelaçada. Mas apesar de ter uma imagem com melhor qualidade, este método tem uma desvantagem, pois necessita de uma maior banda de transmissão e um monitor com uma taxa de refrescamento superior.


Formato DVB

Resolução

Progressivo/ Entrelaçado

Analógico/ Digital

Aspect Ratio

480i (DTV)

720 × 480
640 × 480
544 × 480
480 × 480
352 × 480

Entrelaçado

Digital

4:3

720p (HDTV)

1280 x 720

Progressivo

Digital

16:9

1080p (HDTV)

1440 x 1080
1920 x 1080

Progressivo

Digital

16:9

1080i (HDTV)

1440 x 1080
1920 x 1080

Entrelaçado

Digital

16:9

Tabela1 - Formatos DVB

formatos pixeis

Fig.5 - Tamanho do pixeis nos diferentes formatos

 

Entrelaçado vs Progressivo


Entrelaçado e Progressivo são duas técnicas para mostrar a imagem no monitor.

No modo entrelaçado, para mostrar uma imagem, tem de se fazer duas passagens, mostrando primeiro as linhas horizontais ímpares e depois as pares. Isto permite poupar largura de banda, mas perde-se definição e causa um efeito de cintilação.
O modo Progressivo, mostra as linhas todas no ecrã de uma só vez, de cima para baixo, produzindo uma imagem com melhor qualidade, brilho, mais contornos e menos cintilação, que a versão entrelaçada. Mas apesar de ter uma imagem com melhor qualidade, este método tem uma desvantagem, pois necessita de uma maior banda de transmissão e um monitor com uma taxa de refrescamento superior.

 


Áudio

Não é só a qualidade da imagem que melhora com a transmissão digital, a qualidade de som numa transmissão digital será deveras superior, mas isto não significa que será de Alta Definição em HDTV. Para se poder ter som de Alta Definição a acompanhar o vídeo de HD depende-se de 2 factores: o primeiro factor obriga a que a estação emissora/fonte esteja a transmitir o sinal em alta definição e o segundo factor é que se tenha um equipamento apropriado para o suportar.

Na Europa , o DVB suporta o MPEG 1 – layer 2 e ou AC3 como standard para a qualidade de som digital.

Codificação Video

* MPEG-2

A norma resultou de uma colaboração entre 2 organismos de normalização:

  • ITU-T e R
  • -ISO/IEC – norma ISO/IEC 13818

Este standard tem como principal objectivo de codificar vídeo digital a CCIRR-601 ou resoluções mais altas com uma qualidade elevada a nível de transmissão entre os 4 e 9Mbit/s. Assim, pretende providenciar uma qualidade CCIR/ITU-R para NTSC, PAL e SECAM e também HDTV a um ritmo de transmissão em tempo real acima dos 10Mbps.

Esta norma está dividida em 10 componentes, sendo as mais relevantes para DTV/HDTV o Sistema, Áudio e Vídeo. O algoritmo de compressão vídeo do mpeg-2 consegue bons níveis de compreensão, pois explora a redundância temporal e espacial no vídeo.

A redundância espacial ocorre quando partes da imagem se repetem no mesmo frame; A redundância temporal refere-se quando uma cena é repetida em vários frames.

Apesar do MPEG-2 suportar 4:2:2 e 10-bit de quantificação, o mais comum é a utilização de 4:2:0 ( ou seja, a resolução da informação da cor é um quarto da resolução da informação do vídeo) e 8-bit de quantificação para poupar banda.

O MPEG-2 foi a norma adoptada pelo DVB, pois tem o objectivo de proporcionar boa qualidade de imagem, gastando menos banda do que a televisão analógica.
É esta norma a usada actualmente para transmissão em Standard Digital.


MPEG-4

O MPEG-4, definida pela norma ISO/IEC 14496, foi designado para entregar o vídeo de melhor qualidade e com uma taxa de dados inferior ao MPEG-2. Este incorpora o codec, criado pelos mesmos criadores do popular formato mp3, Advanced Audio Coding (AAC) codec, proporcionando uma compressão muito mais eficiente do que a compressão MP3, com uma qualidade semelhante a um CD de áudio.

Tal como o MPEG-1 e o MPEG-2 anteriormente fez para os CD-ROM’s e DVD’s, o MPEG-4 promete a criação de interoperabilidade para o vídeo entregues através da Internet e de outros canais de distribuição. Desta forma diversas empresas tais como: Apple, Cisco, IBM, Kasenna, Philips e Sun Microsystems, juntaram-se formando a Internet Streaming Media Alliance (ISMA). Os perfis ISMA definem o que as empresas podem aplicar, garantindo a interoperabilidade.
Radiodifusão televisiva como o DVB adoptou o MPEG-4 para a entrega de televisão digital, devido à sua necessidade inferior em débito. Isso significa que eles podem oferecer mais canais aos seus assinantes com a mesma largura de banda.

O MPEG-4 fornece uma abertura equitativa, permitindo a qualquer pessoa criar um dispositivo de codificação.
Este codec pode ainda combinar diferentes camadas de vídeo com gráficos, textos, e animações 2D e 3D, podendo assim disponibilizar um serviço mais interactivo e rico em Alta Definição.


Metadados

Metadados são os dados que acompanham outros dados, permitindo descrevê-los, transformando dados em informação útil. Estes podem proporcionar uma visão sintáctica de dados complexos através de um conjunto de descritores simples, contribuindo para estruturar e gerir informações em diversas configurações. É através de metadados que é possível identificar o nome do filme que se está a visualizar, um trailer do filme, quem é o realizador, quais são os principais actores.

O uso de metadados na difusão multimédia não deve ser limitada a ser apenas uma ferramenta para enfrentar os desafios de uma complexa rede multimédia. Em vez disso, os metadados oferecem novas oportunidades para o desenvolvimento de serviços inovadores.


Suporte Físico

Nos últimos anos, e com o aparecimento da tecnologia do HD, houve a necessidade de desenvolver um suporte físico. O Blu-ray foi o suporte escolhido para o modo offline após a Toshiba não ter aguentado a pressão imposta pela aliança entre a Sony e a Samsung, tendo sido abandonado o suporte HD-DVD.

Este suporte tem o formato igual ao CD e ao DVD, e permite armazenar vídeo em HD. É o sucessor do DVD, com capacidade de armazenar filmes até 1080p Full HD de até 4 horas sem perdas. Requer obviamente, uma TV de alta definição (Plasma ou LCD) para exibir todo o seu potencial. A capacidade varia de 25 Gigabytes (camada simples) a 50 Gigabytes (camada dupla). O disco Blu-Ray faz uso de um laser de cor azul-violeta, cujo comprimento de onda é 405 manómetros, permitindo armazenar substancialmente mais dados que um DVD (o DVD usa um laser de cor vermelha de 650 manómetros).
Neste momento, encontra-se já em estudo um formato sucessor, o HVD que permitirá ainda mais armazenamento, possibilitando mais de 100 horas de alta definição ou 3 Terabytes de capacidade por disco.